浅谈城市电力电缆故障分析及处理方法

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【摘 要】本文重点介绍电力电缆故障类型、测试步骤和定位方法

【关键词】电缆故障；脉冲反射；二分法电缆故障定位

1 前言

随着城市的高速发展和城市规划的要求，各种架空缆线逐步埋入地下，特别是电力电缆。各种类型的地埋电力电缆在城市供电系统得到广泛应用，优点也是显而易见的，但是电力电缆在使用过程中一旦发生故障，特别是高阻故障，很难测出故障的确切位置，不能及时排除故障，恢复供电，往往造成停电停产的重大经济损失。所以如何快速准确测出电缆故障是各供电部门的首要课题，本文重点介绍电力电缆故障类型、测试步骤和定位方法。

2 电力电缆故障类型分析

由于电力电缆的绝缘材料、运行方式、工作电压等不同，导致了大量的各种各样电缆故障，按故障性质分主要有：接地故障、短路故障、断线故障、闪络故障；按故障电阻值分为：低阻故障和高阻故障。传统上把电缆故障点的直流电阻小于电缆特性阻抗称为低阻故障，反之则称为高阻故障。

2.1 接地故障

电缆-线芯或数线芯接地而发生的故障。当电缆绝缘由于各种原因被击穿后发生低阻接地故障或高阻接地故障，按脉冲反射仪测试波形划分，一般接地电阻在1KΩ以下为低阻故障，以上为高阻故障。

2.2 短路故障

电缆线芯之间绝缘完全破损形成短路而发生的故障。一般线芯之间电阻RF小于lOΩ。

2.3 断线故障

电缆一线芯或数线芯断开而发生的故障。通常是由于电缆线芯被短路电流烧断或外力破坏引起。

2.4 闪络故障

电缆进行试验时绝缘间隙放电，造成绝缘击穿，此为击穿故障。在某种情况下，绝缘击穿后又恢复正常，即使提高试验电压也不再击穿，此为封闭性故障。此时电缆存在故障，但该故障点没有形成通道，这两种故障都属于闪络故障。该故障大多情况发生在电缆接头或终端内，主要表现为：当试验电压升到某一值时，电缆泄漏电流突然升高，并且测量表针呈规律性摆动，降低电压时现象消失，测量绝缘电阻值仍很高。

3 电力电缆故障测试步骤

当电缆发生故障后，为确定电缆故障位置，主要可分为三步：

3.1 识别故障并确定故障性质

将电缆脱离供电系统，首先用兆欧表测量每相对地绝缘电阻，如果绝缘电阻为零，再用万用表测量故障电阻，以判断是高阻故障还是低阻故障，然后测量相间绝缘电阻，判断是否存在相间短路，有准确的电缆故障性质判定结论后，便可选择合适的测试方法和仪器。

3.2 电缆故障预定位

从电缆一端测试，给出测试端到故障点的距离，也就是地埋电缆从测试端到故障点的长度。

3.3 电缆故障精定位

由于地埋电缆的长度在地面丈量会存在误差，再加上脉冲反射仪（TDR或雷达）的测距误差，所以需要对故障点进行精确定点。

4 城市电力电缆故障定位方法及故障处理

目前，大部分城市利用环网柜作为变电站到用户变压器连接点，这不仅有利于变压器供电的独立性，也为电缆故障处理一定的方便。当供电人员接报电缆故障后，携带电缆识别仪、安全工器具和个人防护品等工具到达现场，一般按以下步骤进行定位和处理故障：

（1）采用“二分法”初步判断故障范围。即在故障线路全长二分之一处，通过观察环网柜故障指示灯“灭、亮”状态，判断故障范围。若此处环网柜故障指示灯亮，可判断故障在线路后半段；若此处故障指示灯灭，可判断故障在线路前半段。依次按照“二分法”逐步缩小到最小范围（如下图所示），目前大部分城市环网柜供电线路情况，三次即可缩小到最小范围。

（2）当初步判断出故障范围后，使用摇表进一步精确判断故障范围。断开上述判断的故障范围两端的开关，并退出地刀，在故障范围内选择变压器高压侧或者环网柜电缆头上分别测出各相及相间绝缘电阻。若测得的绝缘电阻为0，则可判断接地故障在该范围内，否则说明该范围内没有故障，并轮流合上、断开初定故障范围两端开关，进一步摇测电阻，若为0，则说明故障点在所合开关的那一侧。对于支线上的变压器，依次断开所连接的开关，遥测绝缘电阻，若测得的电阻为0，则说明故障在该支线上。当判断故障在支线上后，对于主线上的其他线路可合上开关送电。

（3）在电缆故障段，利用电缆故障测试仪测试绝缘电阻，若测得绝缘电阻低于1000Ω，可判断为低阻故障，若大于1000Ω，可判断为高阻故障。低阻故障和高阻故障并没有严格界限，电缆故障测试仪对于测试300Ω以下低阻故障相对较准确，高于300Ω的低压故障所测得的结果不理想。

（4）当故障为低阻故障时，可采用脉冲法测出故障点到测试点距离。利用电缆路径仪、测距仪并结合相关工程资料，初步判断出故障点位置。一般情况下，故障点多在电缆中间头位置，因此利用测距仪测得故障点位置多在电缆中间头（井）位置附近，可先在此处电缆井检查故障。若附近没有电缆中间头，可利用闪络法对电缆进行间断放电，通过声音、磁情况判断故障位置。

（5）当故障为高阻故障时，可采用闪络法测出故障点到测试点距离。然后应用电缆故障定点仪通过声音、磁信号确定故障点精确位置。在故障点所在位置开挖出电缆后，对于电缆井或开挖处有多回电缆情况下，可利用电缆标签和电缆识别仪初步判断故障电缆，然后再通过闪络放电法确认故障电缆，这时人耳可清晰听到电缆故障处发出“叭、叭、叭”的放电声音和轻微震动。

（6）当通过摇测绝缘、脉冲法（或闪络法）、电缆识别仪判断出故障电缆后，利用电缆扎伤器对电缆井（开挖处）故障电缆进行扎伤，进一步确认故障电缆，以防误锯带电电缆而触电，进而处理故障电缆。电缆处理完毕后，必须对处理后电缆测试绝缘电阻，符合要求后再送电。

5 结束语

做好电缆的故障定位和处理，对城市的建设和发展将起到不可忽视的作用，而且越来越受到人们的关注。电缆故障测寻既要有好的测试设备又要求测试人员的经验积累，才能快速、准确定位故障点。对每一次故障测试都要不断分析，特别要了解电缆参数、相间相地电阻、测试电压高低、故障波形等资料，以选取正确电缆路径探测法，从而提高电缆故障处理速度。只有不断对大量的现场数据进行分析、研究、总结，才能逐步掌握电缆故障测试的规律。

参考文献：

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[4]徐永铭.电力电缆的路径测定及识别[C].广州：全国电力系统电力电缆专业运行工作网，2000.